科学家首次用干细胞造出人类原始生殖细胞(组图)

 作者:司汔稻     |      日期:2019-04-15 02:18:01
胚状体中的绿色细胞表明存在SOX17基因 已经分化成原始生殖细胞状态(染色的细胞)的人类胚胎干细胞群不同颜色表示不同基因的表达,从左至右分别是(l-r) NANOS3, NANOG, OCT4三个基因,第4张图中结合了全部三个基因 北京时间26日消息,据国外媒体报道,近日,来自剑桥大学和以色列魏茨曼科学研究所的科学家宣布,他们利用人类胚胎干细胞,首次制造出了人类原始生殖细胞这种细胞可发育成卵子和精子在此之前,科学家已经利用小鼠干细胞获得了原始生殖细胞,但这是第一次有效利用人类干细胞获得的结果他们的研究发表在近日的《细胞》(Cell)杂志上 卵细胞在受精后,会开始分裂成囊胚,即胚胎的早期阶段在囊胚中,一些细胞形成了内细胞团(将发育成胎儿),另一些则形成外壁(最后变成胎盘)内细胞团的细胞会“重新设定”成干细胞,具有发育成身体各种类型细胞的潜力这些细胞中的一小部分会变成原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs),具有分化成为生殖细胞(精子和卵子)的潜力 “原始生殖细胞的产生是哺乳动物发育早期的最初事件之一,”论文第一作者、剑桥大学威康信托/英国格登癌症研究所的Naoko Irie博士说,“利用小鼠和大鼠的干细胞,我们可以重建这一阶段,但直到现在,只有很少几个研究能利用人类干细胞进行同样的系统性工作这强调了在人类和啮齿类的胚胎发育中,存在着重要的差异;在小鼠和大鼠实验中的结果并不能直接外推到人类身上” 格登癌症研究所的Surani教授领导了此次研究,他和同事们发现,一个名为SOX17的基因在指导人类干细胞分化为原始生殖细胞的过程中,起着至关重要的作用这是个令人惊讶的发现,因为在小鼠体内,这种基因与原始生殖细胞分化并没有关系这一结果也表明,小鼠和人类发育中存在着关键差异之前的研究已经显示,SOX17基因与干细胞发育成内胚层细胞有关内胚层细胞会发育成包括肺部、肠道和胰脏等器官的细胞这是首次在原始生殖细胞分化中发现SOX17基因的存在 研究结果还表明,原始生殖细胞可以由重编码的成年细胞,如皮肤细胞获得这也使对患者特异性细胞的研究成为可能,从而增加对人类生殖、不孕不育和生殖细胞瘤的了解另一方面,该研究也可以为理解“表征遗传”(epigenetic)过程提供潜在的帮助科学家已经知道,我们的饮食、吸烟等习惯会通过甲基化的过程,影响我们的基因活性这种甲基化模式可以遗传给后代 Surani教授及其同事的研究表明,在原始生殖细胞的分化阶段,会启动一个消除这些甲基化模式的程序,就像“重置”按钮一样不过,这些甲基化模式的痕迹依然会遗传下去,其发生的原因目前尚不清楚 “从某种意义上,生殖细胞是‘不朽’的,因为它们提供了代际间持续的连接,不断将这一代的遗传信息传递给下一代,”Surani教授说,“表征遗传信息的全面消除可以保证大部分(如果不是所有的)表征突变被消除,从而使生物世系‘返老还童’,使无穷无尽的世系更迭成为可能理解这些机制,可以为研究与年龄有关的疾病带来益处,